EP0757186A2 - Gleitlager-Gleitschuh mit einer Druckfeder - Google Patents

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EP0757186A2
EP0757186A2 EP96112093A EP96112093A EP0757186A2 EP 0757186 A2 EP0757186 A2 EP 0757186A2 EP 96112093 A EP96112093 A EP 96112093A EP 96112093 A EP96112093 A EP 96112093A EP 0757186 A2 EP0757186 A2 EP 0757186A2
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EP
European Patent Office
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compression spring
sliding
sliding block
plain bearing
shoe
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EP0757186B1 (de
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Paul Dr.-Ing. Wyndorps
Bernd Negwer
Albert K. Schmitz
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Renk GmbH
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Renk GmbH
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    • F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/06—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
    • F16C17/065—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings the segments being integrally formed with, or rigidly fixed to, a support-element
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/26—Brasses; Bushes; Linings made from wire coils; made from a number of discs, rings, rods, or other members

Definitions

  • the invention relates to a plain bearing sliding block with a compression spring according to the preamble of claim 1.
  • the plain bearing slide shoe is suitable for axial plain bearings and radial plain bearings.
  • the preferred field of application is axial plain bearings.
  • DE-A 43 43 965 shows circular cylindrical sliding shoes with a plate spring supporting them.
  • US Pat. No. 1,117,504 shows circular cylindrical sliding shoes with a sliding surface on one end face and a spherical support surface on the other end face.
  • DE-A-35 22 037 shows a radial slide bearing with radially acting, tiltably arranged slide shoes.
  • the object of the invention is to provide a plain bearing in such a way that it is cheaper to manufacture and fewer parts have to be assembled.
  • the sliding shoe 2 shown in FIG. 1 contains a sliding part 4 (sliding pad) in a one-piece material body, preferably made of plastic Holder part 6 for the sliding part 4, a plate-shaped compression spring 8 to compensate for height differences between a sliding surface 10 on an end face of the sliding part 4 and an opposite and rotating contact surface 12 (FIG. 4) of an axial plain bearing 14, and one axially to a slide shoe center axis 19 arranged pin 18 on the slide shoe side facing away from the sliding surface 10.
  • the peripheral edge 21 of the sliding surface 10 is flattened.
  • the slide surface 10 of the slide shoes 2 is produced during production with a small convex crowning of approximately 10 ⁇ m.
  • the size of the crown and its radius changes during storage depending on pressure and temperature.
  • One of the two support bodies 24 or bearing support bodies 32 is non-rotatable and the other in question is arranged rotatably. 4, the support body 24 is non-rotatable and the bearing support body 32 (rotor), which can be rotatably connected to a shaft, is arranged rotatably.
  • the invention is described here with reference to the axial sliding bearing 14, but it can also be used for radially acting sliding shoes 42 of a radial sliding bearing 44.
  • 4 shows a combined axial slide bearing 14 and radial slide bearing 44, which together have the bearing support body 32 and a bearing housing 45.
  • the outer circumference 50 of the slide shoe is provided with an undercut or circumferential recess 52 which extends in a ring around the entire circumference in such a way that the slide shoe edge region 56 lying above the recess 52 with the associated edge region 54 of the slide surface 10 in the direction of Circumferential recess 52 can bend and thereby convexly increases the crowning of the sliding surface 10 when a higher temperature arises on the sliding surface 10 than in the interior of the sliding block 2 during operation of the bearing.
  • the temperature-dependent convex spherical deformation of the sliding surface 10 begins at the central part 58 of the sliding shoe at the base 60 of the recess 52.
  • a convex crowning of the sliding surface 10 which is mechanically produced during production can extend over its entire extent.
  • the axial thickness 59 of the edge section 56 above the circumferential recess 52 is substantially smaller than the axial thickness 50 of the slide shoe 2 extending axially beyond it in its central region 58 radially inside the recess 52.
  • the axial thickness 50 in the central region is identical in the drawings with the height of the outer circumference 50 of the slide shoe 2, including the slide part 4 and the holder part 6.
  • the annular circumferential recess 52 gives the plate-shaped compression spring 8 an axial spring play relative to the sliding element 4.
  • the radially resilient guide ring 22 is replaced by an annular collar 23 on the pin 18 which is in one piece with the sliding block 2.
  • the pin 18 of FIG. 2 is slotted in the longitudinal direction, preferably by a slot 70 which passes diametrically completely through it and extends axially over more than 3/4 of its length.
  • the pin 18 is on two (or more) finger-like pin parts 72 and 74, which are radially resiliently bendable against each other.
  • This elasticity replaces the elasticity of the guide ring 22.
  • the guide ring 22 or the corresponding annular collar 23 are necessary so that the slide shoe is fixed radially and axially within the opening 26 of the support body 24 receiving it and can make the aforementioned tilting movements.
  • the sliding shoe of FIG. 2 is of the same design as the sliding shoe 2 in FIG. 1, which is why these matching parts are not described again here.
  • Fig. 3 shows a one-piece embodiment, which has no pin 18 and no guide ring 22 or collar 23, and therefore must be positioned in a plain bearing in a different way.
  • the circumferential recess 52 can have a wedge-shaped increasing axial height radially from the inside to the outside so that the sliding shoe edge region 56 and / or the plate-shaped spring 8 are one have a wedge-shaped radially decreasing thickness towards the outside.
  • the mechanical bending stress when the sliding shoe 2 is loaded can be distributed more evenly in the sliding part 4 and / or in the compression spring 8. Material is saved at the same time.
  • the plate-shaped compression spring 8 can be provided on its underside with a cavity 61.
  • the plate spring 8 has a larger diameter than the other parts of the slide shoe 2 and therefore protrudes radially over these other parts.
  • the sliding part 4 provided with the sliding surface 10 has a larger space between adjacent sliding shoes 2, which facilitates the supply and removal of lubricant and thereby improves the cooling.
  • the projecting compression spring 8 can keep adjacent sliding blocks at a distance from the sliding part 4, so that the latter can make the aforementioned tilting or pivoting movements relative to the compression spring 8 without being disturbed by adjacent sliding blocks 2.
  • the sliding surface 10 can be a thin layer of a different material applied to the sliding part 4 of the sliding shoe 2 than the other parts of the sliding shoe 2.
  • an additional layer for the sliding surface 10 is not required if the sliding shoe 2 overall or at least its sliding part 4 consists of a plastic which has good sliding properties.
  • the layer must consist of a material with good sliding properties, such as a plastic or white metal.
  • the sliding part 4 of the sliding shoe 2 can be a separate part which is connected to the other parts 6, 8 and 18 of the sliding shoe 2 or bears against it in the axial direction.
  • the preferred embodiment is, however, if, as shown in the drawings, the sliding part 4 is also an integral part of the other parts of the sliding shoe.

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Abstract

Gleitlager-Gleitschuh (2) mit einer Druckfeder (8), welche zusammen aus einem einteiligen Materialstück bestehen, vorzugsweise Kunststoff. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gleitlager-Gleitschuh mit einer Druckfeder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Der Gleitlager-Gleitschuh eignet sich für Axial-Gleitlager und Radial-Gleitlager. Das bevorzugte Anwendungsgebiet sind Axial-Gleitlager.
    • Stand der Technik:
  • DE-A 43 43 965, zeigt kreiszylindrische Gleitschuhe mit einer sie stützenden Tellerfeder.
  • US-Patent 1 117 504 zeigt kreiszylindrische Gleitschuhe mit einer Gleitfläche auf einer Stirnseite und einer kugelförmigen Stützfläche auf der anderen Stirnseite.
  • US-Patent 3 142 519 zeigt segmentförmige Gleitschuhe.
  • DE-A-35 22 037 zeigt ein Radialgleitlager mit radial wirkenden, kippbar angeordneten Gleitschuhen.
    • Beschreibung der Erfindung:
  • Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Gleitlager derart auszubilden, daß es preisgünstiger in der Herstellung ist und weniger Teile montiert werden müssen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch einen Axialschnitt durch einen kreiszylindrischen Gleitschuh für ein Axiallager,
    Fig. 2
    einen Axialschnitt durch einen kreiszylindrischen Gleitschuh für ein Axiallager gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung,
    Fig. 3
    einen Axialschnitt durch einen im Querschnitt kreisrunden Gleitschuh für ein Axiallager gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung,
    Fig. 4
    einen Axialschnitt durch ein kombiniertes Axial- und Radial-Gleitlager mit Gleitschuhen im Axiallagerteil nach einer der Fig. 1, 2 oder 3.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Gleitschuh 2 enthält in einem einteiligen Materialkörper, vorzugsweise aus Kunststoff, einen Gleitteil 4 (sliding pad), einen Halterteil 6 für das Gleitteil 4, eine tellerförmige Druckfeder 8 zum Ausgleich von Höhendifferenzen zwischen einer Gleitfläche 10 auf einer Stirnseite des Gleitteils 4 und einer ihr gegenüberliegenden und relativ zu ihr rotierenden Anlauffläche 12 (Fig. 4) eines Axial-Gleitlagers 14, und einen axial zu einer Gleitschuh-Mittelachse 19 angeordneten Zapfen 18 auf der von der Gleitfläche 10 abgewandten Gleitschuhseite. Der Umfangsrand 21 der Gleitfläche 10 ist abgeflacht. In einer Ringnut 20 des Zapfens 18 befindet sich ein radial federelastischer Führungsring 22 zur schwenkbaren Befestigung des Gleitschuhes 2 in einer zylindrischen Öffnung 26 eines Tragkörpers 24 des Lagers von Fig. 4. In Fig. 4 ist eine Vielzahl von Gleitschuhen 2 ringförmig um eine Lagerdrehachse 30 herum angeordnet. Bei Lagerstillstand liegen die Gleitflächen 10 der Gleitschuhe 2 an der Anlauffläche 12 an, welche an einem Lagerstützkörper 32 ringförmig in einer Ebene radial zur Lagerdrehachse 30 angeordnet ist. Bei Rotation des Lagerstützkörpers 32 relativ zu den Gleitschuhen 2 des Tragkörpers 24 um die Lagerdrehachse 30 wird Schmierstoff aus dem zwischen ihnen gebildeten Schmierstoffraum 34 zwischen die Gleitflächen 10 der Gleitschuhe 2 und die Anlauffläche 12 gedrängt. Dadurch werden die Gleitschuhe 2 relativ zur Lagerdrehachse 30 aus ihrer zuvor achsparallelen Lage in eine Schräglage gekippt, so daß zwischen den Gleitflächen 10 und der Anlauffläche 12 ein keilförmiger Schmierspalt mit Schmierstoff entsteht. Während der Rotation des Lagers entsteht im Schmierspalt zwischen Gleitfläche 10 und Anlauffläche 12 Druck und Wärme. Damit die druck- und temperaturabhängigen Verformungen des Gleitschuhes mit Sicherheit keine konkave Form der Gleitfläche 10 erzeugen könnnen, wird die Gleitfläche 10 der Gleitschuhe 2 bei der Produktion mit einer kleinen konvexen Balligkeit von ca. 10 µm hergestellt. Die Größe der Balligkeit und deren Radius verändert sich jedoch während des Lagerbetriebes in Abhängigkeit von Druck und Temperatur. Im Betrieb des Lagers entsteht normalerweise in der Gleitfläche 10 eine höhere Temperatur als in den unter der Gleitfläche 10 tiefer gelegenen Bereichen des Gleitschuhes 2.
  • Einer der beiden Tragkörper 24 oder Lagerstützkörper 32 ist nicht-rotierbar und der betreffende andere ist rotierbar angeordnet. Bei dem Vertikal-Lager von Fig. 4 ist der Tragkörper 24 nicht-rotierbar und der Lagerstützkörper 32 (Läufer), welcher mit einer Welle drehfest verbindbar ist, rotierbar angeordnet.
  • Die Erfindung wird hier mit Bezug auf das Axial-Gleitlager 14 beschrieben, sie ist jedoch auch für radial wirkende Gleitschuhe 42 eines Radial-Gleitlagers 44 anwendbar. Fig. 4 zeigt ein kombiniertes Axial-Gleitlager 14 und Radial-Gleitlager 44, welche gemeinsam den Lagerstützkörper 32 und ein Lagergehäuse 45 haben.
  • Gemäß der Erfindung ist der Außenumfang 50 des Gleitschuhes mit einer sich um den gesamten Umfang ringförmig erstreckenden Hinterschneidung oder Umfangs-Ausnehmung 52 derart versehen, daß sich der über der Ausnehmung 52 liegende Gleitschuh-Randbereich 56 mit dem zugehörigen Randbereich 54 der Gleitfläche 10 in Richtung zur Umfangs-Ausnehmung 52 hin abbiegen kann und dadurch die Balligkeit der Gleitfläche 10 konvex vergrößert, wenn im Betrieb des Lagers auf der Gleitfläche 10 eine höhere Temperatur als darunter im inneren des Gleitschuhes 2 entsteht. Die temperaturabhängige konvex ballige Verformung der Gleitfläche 10 beginnt am Gleitschuh-Zentralbereich 58 am Grund 60 der Ausnehmung 52. Dagegen kann sich eine bei der Produktion mechanisch hergestellte konvexe Balligkeit der Gleitfläche 10 über ihre gesamte Ausdehnung erstrecken. Die axiale Dicke 59 des Randabschnittes 56 über der Umfangs-Ausnehmung 52 ist wesentlich kleiner als die sich axial darüber hinaus erstreckende axiale Dicke 50 des Gleitschuhes 2 in seinem Zentrumsbereich 58 radial innerhalb der Ausnehmung 52. Die axiale Dicke 50 im Zentrumsbereich ist in den Zeichnungen identisch mit der Höhe des Außenumfangs 50 des Gleitschuhes 2, enthaltend den Gleitteil 4 und den Halterteil 6.
  • Die ringförmige Umfangs-Ausnehmung 52 gibt der tellerförmigen Druckfeder 8 axialen Federspielweg relativ zum Gleitelement 4.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der radial federelastische Führungsring 22 durch einen mit dem Gleitschuh 2 einteiligen Ringbund 23 am Zapfen 18 ersetzt. Ferner ist der Zapfen 18 von Fig. 2 in Längsrichtung geschlitzt, vorzugsweise durch einen diametral vollständig durch ihn hindurchgehenden und sich axial über mehr als 3/4 seiner Länge erstreckenden Schlitz 70. Dadurch ist der Zapfen 18 auf zwei (oder mehr) fingerartige Zapfenteile 72 und 74 aufgeteilt, die radial federelastisch gegeneinander biegbar sind. Diese Elastizität ersetzt die Elastizität des Führungsringes 22. Der Führungsring 22 oder der entsprechende Ringbund 23 sind nötig, damit der Gleitschuh innerhalb der ihn aufnehmenden Öffnung 26 des Tragkörpers 24 radial und axial fixiert wird und die genannten Kippbewegungen machen kann. In den übrigen Teilen ist der Gleitschuh von Fig. 2 gleich ausgebildet wie der Gleitschuh 2 in Fig. 1, weshalb diese übereinstimmenden Teile hier nicht nochmals beschrieben werden.
  • Fig. 3 zeigt eine einteilige Ausführungsform, welche keinen Zapfen 18 und keinen Führungsring 22 oder Ringbund 23 hat, und deshalb auf andere Weise in einem Gleitlager positioniert werden muß. Wie Fig. 3 zeigt, kann die Umfangs-Ausnehmung 52 radial von innen nach außen eine keilförmig zunehmende axiale Höhe haben, damit der Gleitschuh-Randbereich 56 und/oder die tellerförmige Feder 8 eine keilförmig radial nach außen hin abnehmende Dicke haben. Dadurch läßt sich die mechanische Biegespannung bei Belastung des Gleitschuhes 2 gleichmäßiger im Gleitteil 4 und/oder in der Druckfeder 8 verteilen. Gleichzeitig wird Material eingespart. Zur Verbesserung der Federwirkung und ebenfalls zur Materialeinsparung kann die tellerförmige Druckfeder 8 auf ihrer Unterseite mit einer Aushöhlung 61 versehen sein. Ein weiteres besonderes Merkmal der Ausführungsform von Fig. 3 ist, daß die Tellerfeder 8 einen größeren Durchmesser hat als die übrigen Teile des Gleitschuhes 2 und deshalb über diese übrigen Teile radial übersteht. Dadurch hat der mit der Gleitfläche 10 versehene Gleitteil 4 einen größeren Zwischenraum zu benachbarten Gleitschuhen 2, was die Zufuhr und Abfuhr von Schmierstoff erleichtert und dadurch die Kühlung verbessert. Ferner kann die überstehende Druckfeder 8 benachbarte Gleitschuhe auf Abstand vom Gleitteil 4 halten, so daß letzteres relativ zur Druckfeder 8 die genannten Kippbewegungen oder Schwenkbewegungen machen kann, ohne von benachbarten Gleitschuhen 2 gestört zu werden.
  • Die Gleitfläche 10 kann eine auf den Gleitteil 4 des Gleitschuhs 2 aufgebrachte dünne Schicht aus einem anderen bekannten Material als die übrigen Teile des Gleitschuhes 2 sein. Eine solche zusätzliche Schicht für die Gleitfläche 10 ist jedoch dann nicht erforderlich, wenn der Gleitschuh 2 insgesamt oder zumindest sein Gleitteil 4 aus einem Kunststoff besteht, welcher gute Gleiteigenschaften hat. Die Schicht muß aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften bestehen, z.B. einem Kunststoff oder Weißmetall.
  • Der Gleitteil 4 des Gleitschuhes 2 kann ein separates Teil sein, welches mit den anderen Teilen 6, 8 und 18 des Gleitschuhes 2 verbunden ist oder daran in Axialrichtung anliegt. Die bevorzugte Ausführungsform ist jedoch, wenn wie in den Zeichnungen dargestellt auch der Gleitteil 4 ein einstückiger Bestandteil der anderen Teile des Gleitschuhes ist.

Claims (10)

  1. Gleitlager-Gleitschuh mit einer Druckfeder,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Druckfeder (8) und mindestens ein sie tragender Teil (6) des Gleitschuhes (2) zusammen aus einem einteiligen Materialstück bestehen.
  2. Gleitlager-Gleitschuh mit einer Druckfeder nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Druckfeder (8) und der gesamte Gleitschuh (2) zusammen aus einem einteiligen Materialstück bestehen.
  3. Gleitlager-Gleitschuh mit einer Druckfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Positionierzapfen (18) vorgesehen ist, der zusammen mit der Druckfeder (8) aus einem einteiligen Materialstück besteht.
  4. Gleitlager-Gleitschuh mit einer Druckfeder nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Positionierzapfen (18) mit einem Ringbund (23) versehen ist, der zusammen mit ihm aus einem einteiligen Materialstück besteht.
  5. Gleitlager-Gleitschuh mit einer Druckfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Gleitschuh (2) einen kreisrunden Außenumfang hat und daß die Druckfeder (8) die Form einer kreisrunden Tellerfeder hat.
  6. Gleitlager-Gleitschuh mit einer Druckfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Gleitschuh (2) und die Druckfeder (8) aus Kunststoff bestehen.
  7. Gleitlager-Gleitschuh mit einer Druckfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Druckfeder (8) am gesamten Umfang über die übrigen Teile des Gleitschuhes (2) radial übersteht.
  8. Gleitlager-Gleitschuh mit einer Druckfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß auf der von der Druckfeder (8) abgewandten Seite des Gleitschuhes (2) eine Gleitfläche (10) gebildet ist, die aus einer auf den Gleitschuh (2) aufgebrachten dünnen Schicht aus einem anderen Material als das Material des Gleitschuhes (2) besteht, wobei das Material der Gleitflächenschicht ein bekanntes Material mit guten Gleiteigenschaften ist.
  9. Axial-Gleitlager,
    gekennzeichnet durch
    Gleitschuhe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
  10. Verwendung von Gleitschuhen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Axial-Gleitlager.
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